автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Связь дислокационных механизмов упрочнения с показателями прочности, трещиностойкости и износостойкости углеродистых сталей

ВВЕДЕНИЕ.

1. ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ В УСЛОВИЯХ ТРЕНИЯ О ЗАКРЕПЛЕННЫЕ АБРАЗИВНЫЕ ЧАСТИЦЫ (литературный обзор).

1Л. Изнашивание материалов. Общие сведения и определения.

1.2. Классификация видов изнашивания.

1.3. Влияние физико-механических свойств материалов на сопротивление абразивному изнашиванию.

1.3.1. Связь износостойкости с физическими свойствами материалов.

1.3.2. Влияние твердости материалов на износостойкость в условиях абразивного изнашивания.

1.3.3. Зависимость износостойкости сталей от прочностных характеристик.

1.3.4. Связь износостойкости с трещиностойкостью материалов.

1.4. Влияние исходной структуры на износостойкость материалов.

1.5. Структура и свойства поверхностного слоя, формирующегося в процессе изнашивания.

1.6. Выводы.

1.7. Цель и задачи исследований.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Выбор материалов исследования.

2.2. Термическое, пластическое и термопластическое упрочнение металлических сплавов.

2.3. Исследование структуры материалов.

2.3.1. Оптическая металлография.

2.3.2. Фрактографические исследования.

2.3.3. Просвечивающая электронная микроскопия.

2.4. Исследование дефектов структуры поверхностных слоев, возникающих в процессе изнашивания, с использованием дифрактометрии синхротронного излучения.

2.5. Методики определения механических свойств металлических материалов.

2.5.1. Определение прочностных свойств материалов при статическом нагружении.

2.5.2. Определение трещиностойкости сталей при статическом нагружении.

2.5.3. Динамические испытания на ударный изгиб.

2.5.4. Измерение микротвердости.

2.5.5. Износостойкость металлических сплавов в условиях трения о закрепленные абразивные частицы.

2.5.6. Определение величины объемного износа металлов.

3. СВЯЗЬ ДИСЛОКАЦИОННЫХ МЕХАНИЗМОВ УПРОЧНЕНИЯ С ПОКАЗАТЕЛЯМИ ПРОЧНОСТИ, ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬЮ И АБРАЗИВНОЙ ИЗНОСОСТОЙКОСТЬЮ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ.

3.1. Анализ дислокационных механизмов упрочнения металлических материалов.

3.2. Особенности разрушения материалов при абразивном изнашивании в области отрицательных температур.

3.3. Зависимость механических свойств и относительной износостойкости углеродистых сталей от содержания углерода в мартенсите.

3.4. Зависимость показателей прочности, трещиностойкости и износостойкости от объемной доли частиц второй фазы в углеродистых сталях.

3.5. Влияние микроструктурных барьеров на механические свойства и стойкость сталей в условиях абразивного изнашивания.

3.5.1. Зависимость механических свойств и величины объемного износа от размера зерна технического железа.

3.5.2. Влияние температуры аустенитизации на механические свойства и относительную износостойкость стали 9ХС.

3.5.3. Влияние дисперсности пластинчатого перлита на показатели прочности, трещиностойкость и относительную износостойкость стали У8.

3.6. Влияние холодной пластической деформации на механические свойства и величину объемного износа технического железа.

3.7. Выводы.

4. ОСОБЕННОСТИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ИЗНАШИВАНИЯ.

4.1. Особенности пластической деформации и разрушения металлических материалов при изнашивании.

4.1.1. Ротационные механизмы пластической деформации поверхностных слоев при трении скольжения.

4.1.2. Образование частиц износа.

4.2. Разрушение поверхностных слоев металлических материалов при абразивном воздействии.

4.3. Исследование дислокационной структуры в поверхностных слоях технического железа.

4.4. Дислокационно-дисклинационная схема структуры поверхностных слоев, формирующихся в процессе изнашивания.

4.5. Исследование эволюции дефектов структуры поверхностных слоев металлических материалов в процессе их изнашивания.

4.5.1. Эволюция параметров тонкой структуры металлических материалов в процессе их изнашивания.

4.5.2. Динамическое равновесие процессов структурных преобразований на стадии установившегося трения.

4.6. Выводы.

5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДИСЛОКАЦИОННЫХ МЕХАНИЗМОВ УПРОЧНЕНИЯ С ПОЗИЦИИ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ.

5.1. Эффективность дислокационных механизмов упрочнения. Рекомендации по выбору оптимальных механизмов упрочнения.

5.2. Применение материаловедческих подходов к изучению триботехнических свойств материалов.

5.3. Оптимизация структуры материалов с позиции повышения их долговечности.

5.3.1. Повышение срока службы притиров, используемых для обработки неподвижных ножей электробритвы.

5.3.2. Выявление причин разрушения сетки неподвижного ножа электробритвы.

5.3.3. Выбор технологии поверхностного упрочнения пуансонов.

5.4. Выводы.

Процессы трения и изнашивания в различной степени проявляются при эксплуатации деталей машин и механизмов, режущего инструмента. В этой связи во многих научно-исследовательских лабораториях ведутся интенсивные научные исследования по проблемам, связанным с повышением износостойкости материалов.

В настоящей работе были поставлены задачи по комплексной оценке важнейших механических свойств материалов, их связи с реальным строением исходного материала и структурой, формирующейся в процессе изнашивания. Исследования влияния структурного состояния на показатели прочности, трещиностойкости и сопротивление абразивному изнашиванию необходимы для оптимизации структурных параметров металлических материалов, работающих в различных условиях нагружения. Изучение связей типа предел текучести - трещиностойкость, трещиностойкость - износостойкость, предел текучести - износостойкость необходимо в целях прогнозирования срока службы, предотвращения внезапного хрупкого разрушения реальных деталей машин, технологического оборудования, инструмента.

Глубокое понимание физических, химических, механических явлений, происходящих в поверхностных слоях металлических материалов в процессе их изнашивания, лежит в основе математического моделирования исследуемых трибосистем, позволяющего снизить затраты на разработку новых материалов, проведение лабораторных или натурных испытаний. В этой связи необходимо подробно изучать влияние исходной структуры материалов, их физико-механических свойств, параметров трибосистемы на формирование вторичных структур в различных условиях изнашивания.

С разработкой современных методов исследования появились возможности эффективно, в режиме реального времени, изучать процессы, происходящие в материалах в результате активного силового нагружения. Надежное 6 решение задач подобного рода оказалось возможным при использовании ди-фрактометрии синхротронного излучения.

Исследования процессов пластической деформации и разрушения, а также дислокационной структуры, формирующейся в поверхностных слоях металлических материалов, подверженных изнашиванию, позволят обоснованно выбирать эффективные и разрабатывать новые износостойкие материалы. Изучение физико-механических свойств вторичных структур с привлечением подходов механики разрушения и физики прочности необходимо для прогнозирования срока службы реальных деталей машин. Комплексное исследование структур, возникающих при взаимодействии тел, по нашему мнению, позволит разработать физико-математические модели, отражающие реальную природу таких сложных процессов как трение и изнашивание.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программой Министерства образования РФ по фундаментальным проблемам в области металлургии; программой Министерства образования РФ по фундаментальным проблемам в области машиностроения. 7

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основании проведенных исследований, установлена эффективность дислокационных механизмов поверхностного упрочнения. Роль прочностных свойств и трещиностойкости в формировании уровня износостойкости сталей неоднозначна. Для высокоуглеродистых нелегированных сталей и стали 9ХС, находящихся в высокопрочном (HV >7200.7500 МПа) охруп-ченном состоянии, за разрушение поверхностных слоев при воздействии закрепленных частиц абразива отвечают показатели трещиностойкости. Благоприятное влияние повышения прочностных свойств на износостойкость углеродистых сталей проявляется, главным образом, при активизации твердо-растворного упрочнения и упрочнения дисперсными фазами. Анализ поведения сталей, содержащих 0,2. 1,0 % углерода, в условиях трения о закрепленные частицы абразива свидетельствует о более высокой (в 1,4. 1,6 раза) эффективности влияния твердорастворного механизма упрочнения на износостойкость по сравнению с упрочнением, обусловленным влиянием частиц глобулярного цементита. Активизация дислокационных механизмов упрочнения, обусловленная зернограничным упрочнением и упрочнением за счет повышения плотности дислокаций, не оказывает влияния на сопротивление абразивному изнашиванию.

2. Анализ результатов исследования сталей, склонных к низкотемпературному охрупчиванию, свидетельствует о низкой эффективности дислокационного механизма упрочнения, обусловленного действием напряжения Пайерлса-Набарро, с позиции изменения комплекса механических свойств (включающего показатели прочности, трещиностойкости и износостойкости в условиях трения о закрепленные частицы абразива). Характер разрушения поверхностных слоев при абразивном изнашивании в области отрицательных температур зависит от физико-механических свойств исследуемых материалов, их структуры и триботехнических параметров. Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что при выбранных пара

182 метрах изнашивания (скорости скольжения 0,35-0,8 м/с, удельном давлении 1,18 МПа, наличии в зоне трения жидкого азота) при изменении температуры испытания от + 20 °С до - 196 °С величина объемного износа исследуемых материалов уменьшается на 5.45 %. Полностью хрупкого разрушения поверхностных слоев исследуемых материалов при абразивном воздействии не происходит, что обусловлено выделением тепловой энергии в результате абразивного изнашивания.

3. Ротационные моды пластической деформации играют важную роль в процессах разрушения поверхностных слоев при трении и изнашивании металлических материалов. Выявлено тонкое строение вихреподобных образований, формирующихся в поверхностных слоях углеродистых сталей в условиях высокоинтенсивного изнашивания по схеме сухого трения скольжения. Установлено, что при трении по режимам, близким к условиям схватывания взаимодействующих поверхностей, формирование вихреподобных построений является результатом самосогласованной, коллективной перестройки фрагментов ферритной матрицы и карбидных выделений. Показано, что толщина поверхностного слоя материала, связанная с активным разворотом смежных микрообъемов, коррелирует с толщиной слоя фрагментированной структуры и максимальным размером частиц износа.

4. Разработанная методика проведения рентгеноструктурных исследований с использованием дифрактометрии синхротронного излучения, обеспечивает проведение триботехнических испытаний и одновременное рентгено-графирование поверхностных слоев материалов. Для этого сконструирована и изготовлена малогабаритная установка. Методика позволяет проводить рентгеноструктурные исследования поверхностных слоев металлических материалов в режиме "дифракционное кино". Время съемки дифракционной картины находится в диапазоне ~ 0,5.5,0 секунд.

5. После нескольких циклов активного нагружения в процессе абразивного изнашивания поверхностный слой представляет собой сильно деформированный материал, о чем свидетельствует малый размер образующихся

183 фрагментов, а также высокий уровень общей упругой микродеформации кристаллической решетки и плотности дислокаций. Накопление материалами дефектов структуры, характеризуемых физическим уширением, до уровня предельного насыщения составляет 10.20 секунд. Методами дифрактомет-рии синхротронного излучения установлено, что при абразивном изнашивании необходимо лишь 5. 10 циклов нагружения при скорости скольжения 60 мм/с и давлении в зоне контакта от 1,0 до 2,6 МПа для того, чтобы размер областей когерентного рассеяния <D> вышел на минимальный уровень и не изменялся (для сплава Д16 <D> = 27 нм, для меди Ml <D> = 20 нм).

6. Исследование структуры поверхностных слоев металлических материалов с использованием дифрактометрии синхротронного излучения в режиме "дифракционное кино" свидетельствует о том, что структура, формирующаяся в процессе изнашивания, характеризуется динамическим равновесием между процессами накопления новых дефектов структуры и релаксации возникающих напряжений.

184

1. Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.

2. ГОСТ 23.002-78. Обеспечение износостойкости изделий. Трение, изнашивание и смазка. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1980. -14 с.

3. Bauschinger. Mitteilungen aus dem Laboratorium zu Mimhcen. 1874.

4. Brinell J.A. // Jahrrbucher des Eisenkontors. 1920. - S. 347-398.

5. Зайцев А.К. Износ материалов. Классификация видов износа, методов и машин для лабораторного испытания материалов на износ, машины и произведенные на них исследования: в 4-х томах. M.-JL: Машгиз, 1947. - Т. 2. - 220 с.

6. Лоренц В.Ф. Износ деталей сельскохозяйственных машин. М.: Машгиз, 1948. - 100 с.

7. Швецова Е.Н., Крагельский И.В. Классификация видов разрушения поверхностей деталей машин в условиях сухого и граничного трения / Трение и износ в машинах. М.: Изд. АН СССР, 1953. - VIII. - С. 18-38.

8. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970. -252 с.

9. Burwell J.T., Strong C.D. Metallic wear // Proc. R. Soc. 1952. - V. 212, № 1111, Ser. A. - P. 18-28.

10. Костецкий Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин. Киев.: Машгиз, 1959.-479 с.

11. Справочник по триботехнике. Теоретические основы / Под общ. Ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе: в 3-х томах. М.: Машиностроение, 1989. - Т. 1. -400 с.

12. Тененбаум Н.Н. Сопротивление абразивному изнашиванию. М.: Машиностроение, 1976.-271 с.

13. Основы трибологии / Под ред. А.В. Чичинадзе. М.: Центр "Наука и техника", 1995.- 778 с.185

14. Williams J.A. Wear modeling: analytical, computational and mapping: a continuum mechanics approach // Wear. 1999. - V. 225-229. - P. 1-17.

15. Трибология: Исследование и приложение: Опыт США и стран СНГ / Под ред. В.А. Белого, К. Лудени, Н.К. Мышкина. М.: Машиностроение, Нью-Йорк: Алертон пресс, 1993. - 454 с.

16. Zum-Gahr К.-Н. Microstmcture and wear of materials. Amsterdam: Elsevier, 1987.- 560 p.

17. Виноградов B.H., Сорокин Г.М., Колокольников М.Г. Абразивное изнашивание. М.: Машиностроение, 1990. - 224 с.

18. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Механическое изнашивание сталей и сплавов. М.: Недра, 1996. - 364 с.

19. Панин В.Е., Колубаев А.В., Слосман А.И., Тарасов С.Ю., Панин С.В., Шаркеев Ю.П. Износ в парах трения как задача физической мезомехани-ки // Физическая мезомеханика. 2000. - Т. 3, № 1. - С. 67-74.

20. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю. В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука, 1985. - 229 с.

21. Конева Н.А., Козлов Э.В. Физическая природа стадийности пластической деформации // Изв. ВУЗов. Физика. 1990. - № 2. - С. 89-106.

22. Структурные уровни и волны пластической деформации в твердых телах: Тематический выпуск // Изв. ВУЗов. Физика. 1990. - Вып. 33, № 2. - 139 с.

23. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов: В 2-х томах / Под ред. В.Е. Панина. Новосибирск: Наука, 1995. - Т. 1 и Т. 2. - 298 с. и 320 с.

24. Физическая механика среды со структурой: Тематический выпуск // Изв. ВУЗов. Физика. 1992. - Вып. 35, № 4.-124 с.

25. Ровинский Б.М. О зависимости механических свойств твердых тел от атомного взаимодействия в решетке // Изв. АН СССР. Отделение Технических Наук. 1956. - С. 55-64.186

26. Giltrow J.P. A relationship between abrasive wear and the cohesive energy of materials // Wear. 1970. - V. 15. - P. 71-78.

27. Лаврентьев А.И. О связи абразивной износостойкости материалов с их физико-механическими свойствами // Трение и износ. 1980. - Т. 1, № 5. -С. 878-883.

28. Лаврентьев А.И. К оценке связи между абразивной износостойкостью материалов и их энергией когезии / Проблемы трения и изнашивания. -Киев: Техника, 1979. № 5. - С. 30-32.

29. Лаврентьев А.И. К исследованию связи абразивной износостойкости с физико-механическими свойствами материалов // Проблемы прочности. -1978. -№ 11. С. 114-117.

30. Кащеев В.Н. Абразивное разрушение твердых тел. М.: Наука, 1970. -248 с.

31. Хрущов М.М. (мл.) Физико-механические свойства и абразивная износостойкость тугоплавких соединений // Поверхность. Физика, химия, механика. 1988.-№6.- С. 110-117.

32. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Исследование изнашивания металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 352 с.

33. Richardson R.C.D. The wear of metals by hard abrasives // Wear. 1967. - V. 10. - P. 291-309.

34. Яблокова H.B. Разработка метода оценки износостойкости сталей по механическим свойствам применительно к абразивному изнашиванию: Ав-тореф. дис. . канд. тех. наук. М.: МИНиГ им. И.М. Губкина, 1984. - 21 с.

35. Сорокин Г.М. Прочность как основа механизма износостойкости сталей при абразивном воздействии // Вестник машиностроения. 1986. - № 5. -С.11-15.

36. Сорокин Г.М. Взаимосвязь износостойкости и механических свойств стали // Вестник машиностроения. 1990. - № 11. - С. 9-13.187

37. Сорокин Г.М. Влияние механических характеристик стали на ее абразивную износостойкость // Вестник машиностроения. 1975. - № 5. - С. 3538.

38. Сорокин Г.М. Основы механизма изнашивания сталей абразивом с позиции металловедения // Трение и износ. 1990. - Т. 11, № 5. - С. 1117-1123.

39. Zum-Gahr К.-Н. Zusammenhang von RiB ausbreitungswiderstand beim Harteeindruck und Bmchzahigkeit von Werkzeugstahl 90MnCrV8 // Z. Metallk. - 1978. - V. 69, № 8. - S. 534-539.

40. Zum-Gahr K.-H. Microstructure affects abrasive wear resistance // Met. Progress. 1979. - V. 116, № 4. - P. 46-57.

41. Hornbogen E. Microstructure and wear / Meeting of aspects wear. -Oberursel: Bad Pyrmont, 1979. P. 23-49.

42. Archard J.F. Contact and Rubbing of Flat Surfaces // J. Appl. Phys. 1953. -V. 24, №8. - P. 981-988.

43. Hornbogen E. Der Einfluss der Bruckzahigkeit auf den Verschleiss metallischer Werkstoffe // Z. Metallk. 1975. - B. 66, № 9 - S. 507-511.

44. Zum-Gahr K.-H. Zusammenhang zwischen abrasiven VerschleiB und der Bmchzahigkeit von metallischen Werkstoffen // Z. Metallk. 1978. - B. 69, № 10. - S. 643-650.

45. Rosenfieid A.R. Fundamentals of friction and wear of materials / Ed. by D.A. Rigney. ASM, 1981.-P. 221.

46. Rosenfieid A.R. Wear and fracture mechanics: are they related? // Scrp. Met. -1990. V. 24, № 5. p. 811-814.

47. Larsen-Badse J. and Mathew K.G. Influence of structure on the abrasion resistance of A 1040 steel // Wear. 1969. - V. 14. - P. 199-206.

48. Larsen-Badse J. Role microstructure and mechanical properties in abrasion // Scripta metallurgica et materialia. 1990. - V. 24. - P. 821-826.

49. Лаврентьев А.И. К вопросу о независимости абразивного изнашивания от наклепа // Трение и износ. 1986. - Т. 7, № 4. - С. 654-660.188

50. Venugopal Reddy A., Sundararajan G. The influence of grain size on the erosion rate of metals // Metallurgical Transaction A. 1987. - V. A18, № 6. - P. 1043-1052.

51. Бершадский Jl.И. О самоорганизации и концепциях износостойкости трибосистем // Трение и износ. 1992. - Т. 13, № 6. - С. 1077-1094.

52. Бершадский Л.И. Энтропийно-энергитический подход в проблеме самоорганизации трибосистем // Трение, износ и смазочные материалы: В 3-х т. М.: Машиностроение, 1985. - Т. 2. - С. 282-287.

53. Поверхностная прочность материалов при трении / Костецкий Б.П., Носовский И.Г., Караулов А.К. и др. / Под общ. ред. Б.И. Костецкого. Киев: Техшка, 1976. - 296 с.

54. Костецкий Б.И. Эволюция структурного и фазового состояния и механизмы самоорганизации материалов при внешнем трении // Трение и износ. 1993. - Т. 14, № 4. - С. 773-783.

55. Лоцко Д.В., Мильман Ю.В. Структура приповерхностного слоя механически обработанных кристаллических материалов в связи с механизмом абразивного изнашивания // Трение и износ. 1993. - Т. 14, № 1. - С. 7384.

56. Попов А.А., Попова Л.Е. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита. Справочник термиста. М.: Металлургия, 1965. - 495 с.

57. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник. Методы испытаний и исследования / Под ред. М.Л. Бернштейна, Г.М. Рахштадта. -М.: Металлургия, 1991. Т. 1, Кн. 1. - 304 с.189

58. Коваленко B.C. Металлографические реактивы. Справочник. М.: Металлургия. - 1981. - 121 с.

59. Беккерт М. Способы металлографического травления. М.: Металлургия, 1988.-400 с.

60. Основы металлографии / Под ред. Ф.Н. Тавадзе: в 3-х томах. М.: Металлургия, 1972. - Т. 1. - 240 с.

61. ГОСТ 5639-82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. М.: Изд-во стандартов, 1983. - 23 с.

62. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1976.-270 с.

63. Дифрактометрия с использованием синхротронного излучения / Под ред. Г.Н. Кулипанова. Новосибирск: Наука Сиб. отд-ние, 1989. - 145 с.

64. Структура металлов / Баррет Ч.С., Масальский Т.Б.: в 2-х частях. М.: Металлургия, 1984. - 686 с.

65. Давиденков Н.Н. Об остаточных напряжениях / В кн: Рентгенография в применении к исследованию материалов / Под ред. Г.М. Курдюмова. -Москва-Ленинград: Сектор ведомственной литературы ОНТИ НКТП, 1936.-С. 393-401.

66. Рентгенографический и электронно-оптический анализ / Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. М.: МИСИС, 1994. - 328 с.

67. Уоррен Б.И. Рентгенографическое изучение деформированных металлов / Сб. Успехи физики металлов. М.: Металлургиздат, 1963. - Т. 5. - С. 172-237.

68. Кристаллография, рентгенография, и электронная микроскопия / Уман-ский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. М.: Металлургия, 1982. - 632 с.

69. Гинье А. Рентгенография кристаллов. Теория и практика. М.: Госуд. изд-во физ.-мат. литературы, 1961. - 604 с.

70. Тейлор А. Рентгеновская металлография. М.: Металлургия, 1965. - 664 с.190

71. Русаков А.А. Рентгенография металлов. М.: Атомиздат, 1977. - 480 с.

72. Золоторевский B.C. Механические свойства металлов. М.: МИСИС, 1998.-398 с.

73. Жуковец И.И. Механические испытания металлов. М.: Высшая школа, 1986.- 198 с.

74. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник. Методы испытаний и исследования / Под ред. M.JI. Бернштейна, Г.М. Рахштадта. -М.: Металлургия, 1991. Т. 1, Кн. 2. - 462 с.

75. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. М.: Изд-во стандартов, 1985. - 39 с.

76. Волченко В.Н. Вероятность и достоверность оценки качества металлопродукции. М.: Металлургия, 1979. - 88 с.

77. Хрупкость металлов при низких температурах / Красовский А.Я. Киев: Наукова думка, 1980. - 337 с.

78. ГОСТ 25.506-85. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении,- М.: Изд-во стандартов, 1985.- 61 с.

79. Романив О.Н., Никифорчин Г.Н. Использование J-интеграла для оценки трещиностойкости конструкционных материалов // ФХММ. 1978. - № 3. - С. 80-95.

80. Школьник JI.M. Методика усталостных испытаний. Справочник. М.: Металлургия. - 1978. - 304 с.

81. ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенной температурах. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 12 с.191

82. ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 56 с.

83. ГОСТ 17367-71. Металлы. Метод испытания на абразивное изнашивание при трении о закрепленные абразивные частицы. М.: Изд-во стандартов, 1971.-6 с.

84. Исследование методов испытаний на изнашивание / Пружанский Л.Ю. -М.: Наука, 1978. 112 с.

85. Тушинский Л.И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов. Новосибирск.: Наука. Сиб. отделение, 1990. - 306 с.

86. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1977. - 647 с.

87. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1993. - 495 с.

88. Orowan Е. Condition for dislocation passage of precipitates / Proc. Symp. Intern. Stress in metals and alloys. London: Inst. Met., 1948. - P. 451-454.

89. Hirsch P.В., Warrington D.H. The flow stress of aluminium and copper at high temperature // Phil. Mag. 1961. - V. 6, № 66. - P. 735-768.

90. Nicholson R.B., Tomas G., Nutting J. The interaction of dislocations and precipitates // Acta Metallurg. 1960. - V. 8, № 3. - P. 172-176.

91. Petch N.J. The cleavage strength of polycrystalline // J. Iron and Steel Inst. -1953. V. 173, № l.-P. 25-28.

92. Волынова Т.Ф. Высокомарганцовистые стали и сплавы. М.: Металлургия, 1988.- 343 с.

93. Мезенцев А.И., Михайлов А.Ф. К вопросу о природе хладноломкости металлов // МИТОМ. 1973. - № 5. - С. 46-49.192

94. Джаффи Р., Мейкет Д., Дуглас Р. Рений и тугоплавкие металлы платиновой группы. М.: ИЛ, 1963. - 115 с.

95. Костенец В.И. Механические свойства металлов и сплавов при статической нагрузке при низких температурах (-196 и -253) // ЖТФ. 1946. - Т. 16, Вып. 5. - С. 515-554.

96. Судзуки Т., Есинага X., Такеучи С. Динамика дислокаций и пластичность. М.: Мир, 1989. - 296 с.

97. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов / Под ред. В.И. Трефилова. Киев: Наукова думка, 1989. - 256 с.

98. Трефилов В.И., Мильман Ю.В., Фирстов С.А. Физические основы прочности тугоплавких металлов. Киев: Наукова думка, 1975. - 315 с.

99. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. - 280 с.

100. Васильев Л.С., Теребова Н.С., Шабанова И.Н. О причинах хладноломкости сплавов // Металлы. 1995. - № 1. - С. 108-114.

101. Установщиков Ю.И., Банных О.А. Природа отпускной хрупкости сталей. М.: Наука, 1984. - 240 с.

102. Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия, 1977. - 359 с.

103. Охрупчивание конструкционных сталей и сплавов / Под ред. К.Л. Брай-ента, С.К. Бенержи. М.: Металлургия, 1988. - 551 с.

104. Буторин Д.Е. Абразивная износостойкость ОЦК и ГЦК металлов при температуре жидкого азота / Сб. научн. трудов. "Строительство, материаловедение, машиностроение". Днепропетровск: Gaudeamus, 2000. -Вып. 10. - С. 55-56.

105. ГОСТ 1778-70. Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 24 с.

106. Гинзбург Б.М. О механизме изнашивания поликристаллических твердых тел при трении скольжении // Письма в ЖТФ. 2000. - Т. 26, Вып. 8. -С. 65-71.193

107. Moore M.A. Fundamentals of friction and wear of materials / Ed. by D.A. Rigney.-ASM, 1981.-P. 73.

108. Контактное взаимодействие твердых тел и расчет сил трения и износа: Сб. статей / Под ред. А.Ю. Ишлинского, Н.Б. Демкина. М.: Наука, 1971.- 240 с.

109. Саррак В.И. Исследование факторов, определяющих склонность железа и стали к хрупкому разрушению: Автореф. дис. . докт. тех. наук. М.: МИСИС, 1969.- 36 с.

110. Бернштейн МЛ. Прочность стали. М.: Металлургия, 1974. - 200 с.

111. Marder A.R., Benscoter А.О., Krauss G. Microcracking sensitivity in Fe-C plate martensite // Met. Trans. 1970. - V. 1, № 6. - P. 1545-1549.

112. Романив O.H. Вязкость разрушения конструкционных сталей. М.: Металлургия, 1979. - 176 с.

113. Курдюмов Г.В., Утевский JI.M., Энтин Р.И. Превращение в железе и стали. М.: Наука, 1977. - 236 с.

114. Мешков Ю.Я., Пахаренко Г.А. Структура металла и хрупкость стальных изделий. Киев: Наукова думка, 1985. - 268 с.

115. Liu С.Т., Gurland J. The fracture behavior of spheroidized carbon steels // Trans. ASM. 1968. - V. 61, №1.-P. 156-167.

116. Anand L., Gurland J. The relationship between the size in quenched and -tempered steels // Met. Trans. - 1975. - V. A 6, № 4. - P. 928-931.

117. Anand L., Gurland J. Effect of internal boundaries on the yield strengths of spheroidized steels // Met. Trans. 1976. - V. A 7, № 2. - P. 191-197.

118. Буторин Д.Е. Структурные изменения поверхностного слоя при абразивном изнашивании технического железа / В кн: Новые высокоэнергетические технологии упрочнения металлов / Под ред. Л.И. Тушинского. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. - С. 27-31.

119. Мартин Дж. Микромеханизмы дисперсионного твердения сплавов. М.: Металлургия, 1983. - 166 с.194

120. Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Высшая школа, 1980. - 368 с.

121. Schwalbe К.-Н. Bruchmechanic Werkstoffe. Munchen, 1980. - 847 s.

122. Переверзев B.H., Колмыков В.И., Воротников В.А. Влияние карбидов на стойкость цементованных сталей к изнашиванию в кварцевом абразиве // МИТОМ. 1990. - № 4. - С. 45-47.

123. Hall Е.О. The deformation and ageing of mild steel // Proc. Phys. Soc. -1951. V. 64, № 9. p. 747-753.

124. Low J.R. Deformation of polycrystalline a-iron / Proc. of Symp. on Relation of Properties to Microstructure. ASM, 1954. - P. 163-181.

125. Кайбышев О.А. Пластичность и сверхпластичность металлов. М.: Металлургия, 1975. - 280 с.

126. Nieh T.G., Wadsworth J. Hall-Petch relation in nanocrystalline solids // Scripta Met. 1991. -V. 25, №4. - P. 955-958.

127. Кайбышев О.А., Валиев Р.З. Границы зерен и свойства металлов. М.: Металлургия, 1987. - 214 с.

128. Heilmann P., Clark W.A., Rigney D.A. Orientation determination of subsur-fase cells generated by sliding // Acta Met. 1983. - V. 31, № 8. - P. 12931305.

129. Коршунов Л.Г. Структурные превращения при трении и износостойкость аустенитных сталей // ФММ. 1992. - № 8. - С. 3-21.

130. Буторин Д.Е. Структурные изменения поверхностного слоя при абразивном изнашивании технического железа / Труды V международной конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения". -Новосибирск: НГТУ, 2000.- Т. 3. С. 133- 136.

131. Панин В.Е. Методология физической мезомеханики как основа построения моделей в компьютерном конструировании материалов // Изв. ВУЗов. Физика. 1995. - № 11. - С. 6-25.

132. Владимиров В.И. Проблемы физики трения и изнашивания / Сб. науч. тр. I семинара ФТИ им. А.Ф. Иоффе АН СССР "Физика износостойкости поверхности металлов". Ленинград, 1988. - С. 8-41.

133. Коршунов Л.Г., Макаров А.В., Черненко Н.Л. Прочность и трибологиче-ские свойства нанокристаллических структур поверхностей трения сплавов железа / Сб. науч. тр. "Структура и свойства нанокристаллических материалов". Екатеринбург, 1999. - С. 130-137.

134. Новые материалы и технологии. Конструирование новых материалов и технологий / Панин В.Е., Клименов В.А., Псахье С.Г. и др. Новосибирск: ВО "Наука", 1993. - 152 с.

135. Исламгалиев Р.К., Пышминцев И.Ю., Хотинов В.А., Корзников А.В., Валиев Р.З. Механическое поведение ультрамелкозернистого Армко-железа //ФММ. 1998. - Т. 86, №4.-С. 115-123.

136. Lai G.Y., Wood W.E., Clark R.A., Zackay V.F., Parker E.R. The effect of austenitizing temperature on the microstructure and mechanical properties of as-quenched 4340 steel // Met. Trans. 1974. - V. 5, № 7. - P. 1663-1670.

137. Буторпн Д.Е. Влияние показателей трещиностойкости и прочности на износостойкость сталей / Вторая Уральская школа семинар металловедов - молодых ученых. - Екатеринбург: УГТУ. - 2000. - С. 16.

138. Гриднев В.Н., Гаврилюк В.Г., Мешков Ю.Я. Прочность и пластичность холоднодеформированной стали. Киев: Наукова думка, 1974. - 232 с.

139. Тушинский Л.И., Батаев А.А., Тихомирова Л.Б. Структура перлита и конструктивная прочность стали. Новосибирск: ВО "Наука". Сибирская издательская фирма, 1993. - 280 с.

140. Мешков Ю.Я., Пахаренко Г.А. Структура металла и хрупкость стальных изделий. Киев: Наукова Думка, 1985. - 268 с.

141. Батаев А.А. Структура перлита и конструктивная прочность стали: Дис. . канд. техн. наук / Новосибирский электротехнический институт. -Новосибирск, 1984. 201 с.

142. Батаев А.А., Тушинский Л.И., Батаев В.А. Особенности разрушения цементита при деформации сталей со структурой пластинчатого перлита // ФММ. 1995. - Т. 80, Вып. 5. - С. 148-154.

143. Окишев К.Ю., Мирзаев Д.А., Счастливцев Д.М. Изучение структурных особенностей цементита в перлите по уширению дифракционных максимумов // ФММ. 1998. - Т. 85, Вып. 2. - С. 145-152.

144. Тадольдер Ю.А. Исследование изнашивания наклепанных технически чистых металлов в струе абразива / Труды Таллинского политехнического института. 1966. - Серия А, № 237. - С. 23-33.197

145. Кроха В.А., Геккер Ф.Р. Технологический способ повышения абразивной износостойкости деталей // Трение и износ. 1998. - Т. 19, № 2. - С. 247-253.

146. Иванова B.C. Роль фрактальной мезоструктуры в формировании механических свойств металлов и сплавов // МИТОМ. 2001. - № 3. - С. 3-4.

147. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. М.: Мир, 1990. - 342 с.

148. Иванова B.C., Баланкин А.С., Бунин И.Е., Оксогоев А.А. Синергетика и фракталы в материаловедении. М.: Наука, 1994. - 383 с.

149. Белый А.В., Карпенко Т.Д., Мышкин Н.К. Структура и методы формирования износостойких поверхностных слоев. М.: Машиностроение, 1991.-208 с.

150. Владимиров В.И., Романов А.Е. Дисклинации в кристаллах. Л.: Наука, 1986. -224 с.

151. Макаров П.В. Микродинамическая теория пластичности и разрушения структурно-неоднородных тел / В кн: Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов. Новосибирск: Наука, 1995. -Т. 1.-С. 78-101.

152. Мещеряков Ю.И. Механизмы динамического разрушения материалов на мезо- и макроуровнях и их связь с распределением частиц по скоростям / В кн: Новые методы в физике и механике деформируемого твердого тела. Томск: Изд-во ТГУ, 1990. - С. 33-43.

153. Butorin D.E. Formation features of the material surface layer at tribology loading / Abstacts international Workshop "Mesomechanics: foundations and applications". Tomsk, 2001. - P. 62-63.198

154. Батаев В.А., Батаев А.А., Тушинский Л.И., Буторин Д.Е. Образование ориентированных цементитных скоплений в деформированных углеродистых сталях // МИТОМ. 2001. - № 5. - С. 5-7.

155. Попов В.Л., Колубаев А.В. Анализ механизмов формирования поверхностных слоев при трении // Трение и износ. 1997. - Т. 18, № 6. - С. 818-826.

156. Зазимко О.В. Механохимические процессы при абразивном изнашивании // Трение и износ. 1993. - Т. 14, № 1. - С. 201-209.

157. Алексеев Н.М., Кузьмин Н.Н., Транковская Г.Р., Шувалова Е.А. О самоподобии процессов трения и изнашивания на различных масштабных уровнях // Трение и износ. 1992. - Т. 13, № 1. - С. 161-171.

158. Буторин Д.Е., Иванов С.П. Особенности пластической деформации и разрушения поверхности трения металлических материалов / Тез. докл. IV Всероссийской конференции молодых ученых "Физическая мезомеханика материалов". Томск, 2001. - С. 12-13

159. Костецкий Б.И., Караулов А.К., Костецкая Н.Б, Романов B.C. Структура поверхности трения // Металлофизика. 1976. - Вып. 5. - С. 46-59.

160. Костецкий Б.И., Носовский И.Г., Топеха П.К., Троцик О.И., Карета Н.Л. Рентгенографическое исследование структуры поверхности трения // ФММ. 1959. - Вып. 1, Т. VII. - С. 95-101.

161. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. - 480 с.

162. Барахтин Б.К. Кинетика структурных изменений при ползучести // Известия ВУЗов, Физика. 1986. -No 11. - С. 111-113.

163. Барахтин Б.К., Владимиров В.И., Иванов С.А., Овидько И.А., Романов А.Е. Эффект периодического изменения дефектов структуры при пла199стической деформации // Физика твердого тела. 1986. - Т. 28, Вып. 7. -С. 2250-2252.

164. Kulkov S.N., Mironov Yu.P., Danilov V.I., Barannikova S.A., Tolochko B.P., Bessergenev A.V. In situ of stress-induced martensitic transformation in TiNi // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2000. - Ser. A. № 448. - P. 267-275.

165. Батаев А.А., Буторин Д.Е., Батаев В.А. Эволюция дефектов структуры поверхностного слоя металлических материалов при абразивном изнашивании / Межвузовский сборник научных трудов "Физика, химия и механика трибосистем". Иваново, 2002 (в печати).

166. Гончаренко В.И., Мезенцев Н.А., Соколов А.С. и др. Дифрактометр СИ для исследований быстропротекающих процессов. Препринт / ИЯФ СО АН СССР. - Новосибирск, 1980. - С. 80-102.

167. Курдюмов Г.В., Ильина В.А., Крицкая В.К., Лысак Л.И. Рентгенографическое исследование искажений и сил связи в кристаллической решетке металлов и сплавов / Проблемы металловедения. 1951. - 2-й сборник. -С. 339-359

168. Иванов А.Н., Ягодкин Ю.Д. Рентгеноструктурный анализ поверхностного слоя // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2000. - Т. 66, №5.-С. 24-35.

169. Williamson G.K., Smallman R.E. Dislocation densities in some annealed and cold-worked metals from measurements on the X-ray Debye-Scherrer spectrum // Philosophical Magazine. 1956. - V. 1, № 1. - P. 34-44.

170. Smallman R.E., Westmacott K.H. Stacking fault face-centred cubic metals and alloys // Philosophical Magazine. 1957. - V. 2, № 17. - P. 669-683.200

171. Власов В.М., Мельниченко Н.В., Рейзер Е.С. Диагностика методом акустической эмиссии процессов разрушения мостиков схватывания при трении сталей без смазочного материала // Трение и износ. 1989. - Т. 10, №2. - С. 257-261.

172. Георгиев М.Н., Межова Н.Я., Строк Л.П., Шаурова Н.К. Применение рентгеновской фрактографии для изучения разрушения металлов // Заводская лаборатория. 1981. - Т. 47, № 8. - С. 54-57.

173. Костецкий Б.И., Бершадский Л.П., Аромов В.А. // Доклады АН СССР. Серия: Математика. Физика. 1970. - Т. 190, № 6. - С. 1337-1339.

174. Металлофизика высокопрочных сплавов / Гольдштейн М.И., Литвинов B.C., Бронфин Б.М. М.: Металлургия, 1986. - 312 с.1. УТВЕРЖДАЮ УТВЕРЖДАЮ

175. Главный инженер Проректор НГТУ1. АКТпромышленного использования результатов научно-исследовательской работы «Оптимизация структуры притиров с целью повышения производительности обработки неподвижных ножей электробритвыпроизводства ОАО «БЭМЗ»

176. Научно-исследовательская работа выполнена на кафедре «Материаловедение в машиностроении» Новосибирского государственного технического университета по заказу открытого акционерного общества «Бердский электромеханический завод» (г. Бердск).

177. По результатам проведенных испытаний были рекомендованы следующие параметры серого чугуна (по ГОСТ 3443-87):

178. Форма включений графита прямолинейная (ПГф1) или пластинчатая завихренная (ПГф2).

179. Длина включений графита ПГд350 (средний размер включений графиты -350 мкм).

180. Количество включений графита ПГ6. .ПГ10 (от 6 до 10 %).

181. Распределение включений графита равномерное (ПГр1).

182. Содержание перлита и феррита в структуре чугуна -П70(ФЗ0). .П90(Ф 10) (от 30 до 10 % феррита, ряд 1 по ГОСТ 3443-87).

183. Дисперсность перлита в структуре чугуна ПД1,0.ПД1,6 (межпластинчатое расстояние от 0,8 до 1,6 мкм).

184. Работа выполнена под руководством кандидата технических наук, доцента В.А.Батаева при участии аспирантов и сотрудников НГТУ и НГАВТ: Д.Е.Буторина, З.Б.Батаевой, Н.В.Кращук, Я.Г.Рыбинской, Д.А.Суханова.

185. Доцент кафедры «Материаловедение в машиностроении»1. От НГТУ

186. От ОАО «БЭМЗ» Начальник цеха 482041. УТВЕРЖДАЮ УТВЕРЖДАЮ1. АКТпромышленного использования результатов научно-исследовательской работы «Выявление причины разрушения сетки неподвижных ножей электробритвы.

187. Разработка рекомендаций по устранению брака»

188. Работа выполнена под руководством кандидата технических наук, доцента В.А.Батаева при участии аспирантов и сотрудников НГТУ и НГАВТ: С.А.Которова, Д.Е.Буторина, З.Б.Батаевой, Н.В.Кращук, Д.А.Суханова.

189. От НГТУ Доцент кафедры «Материаловедение оении»1. От ОАО «БЭМЗ»1. Батаев В.А.J2061. UiO.1. НГТУ по научной работе1. JВ.И.Денисов2000 г.1. АКТпромышленного использования результатов научно-исследовательской работы

190. Научно-исследовательская работа выполнена на кафедре

191. Цель работы заключалась в оптимизации технологии поверхностного упрочнения деформирующего инструмента, используемого при изготовлении порошковых таблеток тепловыделяющих элементов для атомных электростанций.

192. При выполнении работы были выбраны оптимальные методы абразивных испытаний, изготовлены испытательные установки, проведены структурные исследования поверхностно упрочненных пуансонов, позволившие оптимизировать параметры поверхностного слоя.

193. Результаты проведенной научно-исследовательской работы используются акционерным обществом НЗХК при изготовлении деформирующего инструмента.1. Е.Аброськин